V01 Einführung Virologie - Morphologie & Taxonomie(1)

Einführung in die Virologie Morphologie & Taxonomie Präsentiert von Prof. Dr. Benedikt Kaufer Institution: IUSTITIA, Institut für Virologie, Freie Universität Berlin

Überblick über Vorlesungen

20.10: Morphologie, Taxonomie & Familien 27.10: RNA- und DNA-Virusreplikation 03.11: Allgemeine Konzepte der Infektionskrankheiten 10.11: Immunantwort auf Virusinfektionen 17.11: Diagnostik & antivirale Therapie 24.11: Adenoviren, Herpesviren 01.12: Arteriviren, Coronaviren 15.12: Circoviren, Papillomaviren, Parvoviren 05.01: Poxviren, Asfarviren 12.01: Flaviviren, Togaviren 19.01: Orthomyxoviren 26.01: Mononegavirales 02.02: Picornaviren, Caliciviren 09.02: Birnaviren, Reoviren, Bunyaviren, Arenaviren 15.02: Retroviren

Dozenten: PD Dr. Sandra Blome, PD Dr. Michael Veit, Dr. Jakob Trimpert

Empfohlene Lehrbücher Veterinärmikrobiologie, Infektionskrankheiten und Epidemien, 11. Auflage von Selbitz, Valentin-Weigant, Truyen; Thieme Verlag (2023) Fields Virology, 6. Auflage; Lippincott Williams & Wilkins (2013) Principles of Virology, 5. Auflage; ASM Press (2020)

Was ist ein Virus? Obligate intrazelluläre Parasiten Eigenschaften: Infektiös Kein eigener Stoffwechsel Keine Organellen Nicht filterbar Sehr klein (30-300 nm) Größe der Virionen Größen variieren: Menschliche rote Blutkörperchen: 10.000 nm im Durchmesser Bakteriophage T4: 170 x 70 nm Rabies-Virus: 90 nm Adenovirus: 250 x 18 nm Poliovirus: 200 x 20 nm Vaccinia-Virus: 300 x 200 x 100 nm Ebola-Virus: 970 nm Zweck von Viren Evolutionsstrategien r-Strategie: Viele Nachkommen Kurze Überlebensdauer erforderlich Geringe Investition K-Strategie: Optimal angepasst, lange Überlebensdauer Wenige Nachkommen Hohe Investition Infektionsstrategien Hit-and-Run-Strategie Akute Infektion

Kurze Viremie / virale Ausscheidung Schnelle, starke Immunreaktion Infektionen gelöst (z. B. Influenza-Viren) Langfristige Infektion Chronische, persistente, latente Infektionen Weniger oder keine klinischen Symptome Gut angepasst, Immunmodulation / -umgehung Langfristige oder wiederholte virale Ausscheidung (z. B. Herpesviren)

Geschichte der Virologie Ursprung des Begriffs Virus: Latein für "Gift" 11. Jahrhundert: Impfversuche in China 1721: Lady Montagu's Variolation im Vereinigten Königreich 1796: Edward Jenners erste Impfung (Kuhpocken) 1885: Louis Pasteur’s Attenuation des Tollwutpathogens Frühe Entdeckungen 1882: Adolf Mayer über die Übertragung der Tabakmosaikkrankheit durch Pflanzensaft 1892: Dimitri Ivanovski fand den Krankheitserreger nicht filterbar und nicht sichtbar 1898: Martinus Beijerinck zeigte, dass er sich in lebendem Gewebe vermehrt Tiere und Viren 1898: Frosch und Löffler für die Maul- und Klauenseuche Bestätigte, dass es durch einen nicht-bakteriellen, nicht-protozoalen Erreger verursacht wird Visualisierung von Viren Die Elektronenmikroskopie ermöglichte die Visualisierung von Viren, zum ersten Mal dokumentiert von Helmut Ruska im Jahr 1938.

Virusmorphologie Komponenten Genom: Plan der Virusstruktur Enthält Nukleinsäuren (DNA/RNA) Kapsid: Proteinhülle Schützt das virale Genom und erleichtert den Transport Besteht aus Kapsomeren Kapsidformen Ikosahedral: z. B. Adenovirus, Parvovirus Helikal: z. B. Tabakmosaikvirus Komplexe Strukturen: z. B. bestimmte Bakteriophagen Virionstruktur Hülle und Matrix Hülle: Besteht aus Lipiden (Plasmamembran mit Projektionen) Matrix: Verbindet Kapsid und Hülle, der "Stamm des Virus" Virenproteine Strukturelle Proteine Glycoproteine Kapsidproteine Tegumentproteine Matrixproteine Nicht-strukturelle Proteine Enzyme Regulatorische Proteine DNA-bindende Proteine

Definitionen und Virusstabilität Haltbarkeit: Widerstandsfähigkeit von Viren gegenüber Umweltbedingungen Inaktivierung: Verlust der Fähigkeit zu infizieren und sich zu replizieren Desinfektion: Methoden zur Dekontamination von Oberflächen Stabilitätsfaktoren Viren variieren in ihrer Stabilität unter Wärme, UV-Licht, Detergenzien usw. Wärme beginnt, Proteine bei 55-60°C zu denaturieren Die Auswirkungen der Kälte lagern je nach Temperaturvarianz: sehr kurze Überlebensdauer bei hohen Temperaturen bis Jahre bei niedrigen Temperaturen (-80°C) Viroiden und Prionen Viroiden: Infektiöse ssRNA, nicht-kodierend, in Pflanzen gefunden Satellitenviren: Abhängig von Hilfsviren für die Replikation Prionen: Infektiöse Proteine ohne Nukleinsäure Virale Taxonomie Klassifikationskriterien Epidemiologie, Pathogenese, Morphologie, phylogenetische Beziehungen Taxonomische Hierarchie Art, Gattung, Familie, Ordnung usw. Taxonomieregeln Internationale Regeln zur Benennung von Arten gelten, mit korrekten Endungen für Familien und Ordnungen Veterinärrelevante Viren Klassifikation von RNA- und DNA-Viren in segmentierte und nicht-segmentierte Auswirkungen in der Tiermedizin, einschließlich Impfungen Eigenschaften von Viren Obligate intrazelluläre Parasiten Viralgenomreplikation innerhalb von Wirtszellen Zusammenbau neuer Virionen für den Transport zum nächsten Wirt Fazit Danke für Ihre Aufmerksamkeit Kontakt: B.Kaufer@FU-Berlin.de Freie Universität Berlin, Institut für Virologie